淬火工艺对HSLA钢板截面精细组织结构的影响

doi:10.11901/1005.3093.2016.648

材料研究学报

2017, Vol. 31

Issue (9): 650-658 DOI: 10.11901/1005.3093.2016.648

研究论文

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淬火工艺对HSLA钢板截面精细组织结构的影响

杨婷, 苏航(

), 罗小兵, 柴锋, 张正延

钢铁研究总院工程用钢所北京 100081

Effect of Quenching Process on Microstructure of a HSLA Steel

Ting YANG, Hang SU(

), Xiaobing LUO, Feng CHAI, Zhengyan ZHANG

Department of Structural Steels, Central Iron and Steel Research Institute, Beijing 100081, China

引用本文:

杨婷, 苏航, 罗小兵, 柴锋, 张正延. 淬火工艺对HSLA钢板截面精细组织结构的影响[J]. 材料研究学报, 2017, 31(9): 650-658.
Ting YANG, Hang SU, Xiaobing LUO, Feng CHAI, Zhengyan ZHANG. Effect of Quenching Process on Microstructure of a HSLA Steel[J]. Chinese Journal of Materials Research, 2017, 31(9): 650-658.

全文: PDF(2164 KB) HTML

摘要:

使用Formastor热膨胀仪、ABAQUS有限元软件、金相显微镜、TEM及EBSD等手段研究了淬火冷速对35 mm厚HSLA钢板截面组织结构的影响。结果表明：淬火冷却速度对试验钢板距表面8 mm范围内的组织和性能有显著的影响。提高淬火冷速有利于提高近表面板条马氏体/贝氏体组织含量、提高位错和小角度晶界的密度以及细化板条宽度,使近表面的硬度大幅度提高。淬火冷速对试验钢板距表面8 mm到心部的组织和性能没有显著的影响。随着淬火冷速的提高,钢板表面1/4处到心部的板条尺寸、晶界特征及MA组元没有显著的差别,其硬度在同一水平波动。此外,冷却速度对大角度晶界密度、有效晶粒尺寸的影响不显著。ABAQUS模拟结果与试验钢板的硬度分布和组织分布相吻合,钢板截面冷却速度的分布决定了最终组织的转变类型和结构特征。

关键词 ：金属材料, HSLA钢, 淬火冷速, 组织结构

Abstract：

The effect of quenching cooling rates on microstructure of a high -strength low-alloy (HSLA) steel plate of 35 mm in thickness was investigated by the finite element software ABAQUS, Formastor thermal dilatometer, metalloscope, TEM and EBSD. The results show that the quenching cooling rate has significant effect on the microstructure and mechanical properties within the near surface band from the surface to the depth 8 mm of the steel plate. With the increase of quenching cooling rate, the amount of lath-like microstructure, the density of dislocation and low misorientation angle boundary have significant increased, and the width of lathes is markedly refined, leading to the obviously increase of the hardness of the band near the surface. With the increase of quenching cooling rate, there were no significant difference on the hardness, the size of lathes, grain boundary characters and MA constituent of the band from the quarter depth to the center of the steel plates. The ABAQUS simulation result is in accordance with the distribution of the hardness and microstructure of steel plates. The distribution of the cooling rate on the cross-section of steel plates determine the microstructure transition types and features.

Key words： metallic materials HSLA steel quenching cooling rate microstructure

收稿日期: 2016-11-07

作者简介:

作者简介杨婷,女,1991年生,硕士

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表1 试验用钢的化学成分(质量分数,%)

表2 淬火模拟中的热物性参数

图1 试验用钢的CCT曲线

图2 不同冷速下CCT试样的显微组织

图3 35 mm厚钢板截面在400℃~600℃的平均冷却速度

图4 不同冷却条件下钢板截面硬度的分布

图5 不同冷却条件下钢板截面位置的显微组织

图6 不同冷却条件下钢板表面和心部的TEM像

图7 不同冷却条件下钢板表面与心部的平均板条宽度

图8 不同冷却条件下钢板近表面与心部的晶界分布图

图9 不同冷却条件下钢板近表面与心部的有效晶粒尺寸

图10 不同冷却条件下钢板截面位置的着色图像

图11 不同冷却条件下钢板截面的MA组元体积分数

图12 不同冷却条件下钢板截面MA岛的等效直径分布图

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